Optimization of peptide production by enzymatic hydrolysis of tuna dark muscle by-product using commercial proteases

A protein hydrolysate was prepared from proteins of tuna dark muscle by-product. The hydrolysis conditions (time, temperature, pH and enzyme concentration) using Alcalase and Neutrase were optimized by response surface methodology (RSM). The regression coefficient close to 1.0, observed during experimental and validation runs, indicated the validity of the model. The hydrolysate produced under the optimum conditions determined by RSM using Alcalase, had a low rate of peptide fraction of molecular weight of 1-4 kDa. Meanwhile, the results obtained by hydrolysis under optimal conditions determined by a complementary study (temperature 55°C, time 60 min, 1% enzyme concentration and pH 8.5) show that the hydrolysate produced had a high rate of the peptide fraction of molecular weight of 1-4 kDa. The amino acid composition of the protein hydrolysate prepared proved to have the potential for application as an ingredient in balanced fish diets and as a source of nitrogen in microbial growth media.Keywords: Alcalase, neutrase, tuna dark muscle, RSM, optimization, protein hydrolysate, peptides, degree of hydrolysisAfrican Journal of Biotechnology Vol. 12(13), pp. 1533-154

Introduction aux enjeux des procédés membranaires

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Purification et fractionnement de mélange de cyclodextrines par procédés membranaires

Cette étude a été consacrée à la purification et au fractionnement de mélanges de cyclodextrines par procédés membranaires (NF, UF). Les cyclodextrines (CD) sont des oligosaccharides cycliques constituées de 6 à plus de 60 unités de glucose (CD6-CD60). Elles sont synthèsées en mélange à partir de la bioconversion de l'amidon. Dans un premier temps, la complexation ultrafiltration a été appliquée pour séparer la CD6 et la CD7. Au cours de cette étude, différents paramètres comme la pression, le rapport stœchiométrique entre CD et agent complexant et le rapport massique entre CD ont été étudiés. Il s'est avéré que ces facteurs pouvaient agir sur la sélectivité de séparation. La diafiltration avec un facteur de réduction volumique de 3 a été utilisée, en présence d'Igepal (agent complexant), pour séparer la CD6 et la CD7. Les résultats obtenus sont assez intéressants vu qu'après 4 diafiltrations la CD6 a été récupérée dans le perméat avec une pureté et un rendement respectivement égal à 86 et 71%.Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés au fractionnement d'un mélange brut de cyclodextrines à large cycle par procédé multi étagé avec le but de : (1) purification du mélange en réduisant la fraction des co produits (glucose, CD6-CD8) et (2) fractionnement du mélange pour obtenir des fractions majoritairement enrichies en CD9-CD21 et CD22-CD60. Une simulation mathématique a été appliquée pour sélectionner les stratégies de fractionnement à deux concentrations différentes (1 et 3 g/L). Les résultats obtenus pour une concentration initiale de 1 g/L sont assez intéressant vu que la pureté des cyclodextrines à large cycle dans le rétentat final est de 97%.This study was devoted to the purification and fractionation of cyclodextrins mixtures by membrane processes (NF, UF). Cyclodextrins CDs are produced in mixture by enzymatic degradation of starch. They are cyclic oligosaccharides containing from 6 to more than 60 glucose units (CD6 to CD60).In a first part, complexation ultrafiltration was applied to separate CD6 and CD7. In this study, different parameters such as the pressure, the stoichiometric ratio between CD and complexing agent and the mass ratio between CD were studied. It seems that these factors could influence the selectivity of separation. Diafiltration with a volume reduction factor of 3 was used, with Igepal as complexing agent, to separate the CD6 and CD7. The obtained results are interesting since after four diafiltrations the CD6 was recovered in the permeate with a purity and yield respectively equal to 86 and 71%.In the second part, we were interested in the fractionation of a crude mixture containing large ring cyclodextrins by a multi stage process in order to: (1) purify the mixture from co products (glucose and CD6-CD8) and (2) fractionate the mixture to obtain fractions predominantly enriched in CD9-CD21 and CD22-CD60. A mathematical simulation predicting the composition of the CD mixture after diafiltration was applied to select the strategy of fractionation at two different concentrations (1 and 3g/L). The results obtained for an initial concentration of 1g /L are quite interesting since the purity of large ring cyclodextrins in the final retentate is 97%.MONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Modification de membranes de nanofiltration par des multicouches alternées de polyélectrolytes de charges opposées (caractérisation des couches et étude de la rétention d'ions)

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Utilisation de copolymères triblocs ABA pour l'élaboration de membranes à morphologie et performance contrôlées

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Préparation de membranes en poly(vinylidene fluoride) (PVDF) par séparation de phase induite par un non-solvant et étude du mécanisme de formation

Cette thèse décrit comment la morphologie et le polymorphisme de membranes en fluorure de poly(vinylidène) (PVDF) préparées par séparation de phase induite par la vapeur d'eau (VIPS) et par un non-solvant liquide peuvent être ajustés par la température à laquelle le PVDF est dissous (Tdis) pour former la solution de coulée. Les résultats montrent que Tdis présente une transition, notée comme la température de dissolution critique (Tcri), à partir de laquelle la morphologie et le polymorphisme des membranes changent radicalement. Ce phénomène observé pour les trois solvants, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), and N,M-dimethylformamide (DMF), et les non-solvants (eau et une série d'alcools) utilisés dans cette étude peut être considéré comme général. La cristallisation a lieu avant la démixtion L-L quelle que soit Tdis. Pour une Tdis supérieure à Tcri, les membranes se présentent sous forme de nodules (cristallite forme beta) dont la taille décroît lorsque Tdis diminue. Ce domaine a été dénommé "à grossissement libre" car les chaînes de polymère peuvent cristalliser librement pendant la séparation de phase. Pour une Tdis inférieure à Tcri, des membranes avec une structure bi-continue (cristallite forme alpha) sont obtenues. Ce domaine a été appelé "à grossissement empêché" dans la mesure où la séparation de phase s'accompagne d'une gélification. Nous avons démontré que la morphologie et le polymorphisme cristallin des membranes de PVDF peuvent ainsi être contrôlés par la Tdis et la vitesse d'échange avec le non-solvant. Ces résultats sont interprétés en termes d'auto germination et de compétition entre gélification, cristallisation et démixtion L-L.This dissertation shows how the morphology and polymorphism of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membranes prepared by using vapor-induced phase separation (VIPS) and liquid-induced phase separation (LIPS) were tuned by varying the dissolution temperature at which PVDF was dissolved (Tdis) to form the casting solution. We observed a transition temperature denoted by critical dissolution temperature, Tcri, across which the morphology and polymorphism of membranes (obtained by VIPS) drastically changed. The phenomenon was considered as general, as a Tcri was observed for all the three solvents N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), and N,N-dimethylformamide (DMF) and the non-solvents, water and a series of alcohols, used in the present study. No matter which Tdis we used, polymer crystallization occurred prior to the L-L demixing. With Tdis above Tcri, the prepared membranes were composed of nodules (mainly in beta crystalline form) and the size of polymer domains decreased as the Tdis decreased. Because the polymer chains could freely coarsen to a large domain during the phase separation, we called the system free coarsening. With Tdis below Tcri, membranes with lacy (bi-continuous) structure (mainly in alpha crystalline form) were obtained. Because the polymer solution gelled during the phase separation, we called the system hindered coarsening. It was proven that PVDF membrane morphology and crystalline polymorphs can be monitored by Tdis and the solvent-nonsolvent exchange rate. These results were discussed in terms of self-seeding effect and competition between the gelation, crystallisation and L-L demixing.MONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Extraction sélective de molécules hydrophobes à partir de milieux aqueux à l'aide de membranes organiques à reconnaissance moléculaire

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Étude comparative de la rétention des sels monovalents par nanofiltration : application à une eau naturelle

Nombreuses sont les personnes exposées à une concentration excessive de fluor dans l’eau qu'ils boivent. C’est le cas de la population vivant dans le sud algérien. L'excès de fluor provoque des affections invalidantes : la fluorose dentaire, la fluorose osseuse. L’objectif principal de ce travail est d’étudier l’effet de la pression et de la concentration des sels sur leur rétention par nanofiltration. Pour cela, nous avons déterminé les paramètres de performance de flux et de rétention vis-à-vis des solutés ioniques NaF, NaBr, NaCl et NaI par la membrane de nanofiltration NF 270. Cette présente étude examine aussi la défluoruration d’eaux saumâtres réelles du sud algérien. Des essais en nanofiltration ont montré que la rétention des anions se fait dans l’ordre suivant : F‑ > Cl‑ > Br‑ > I‑. La membrane NF 270 retient mieux les ions à une pression de 10 bar. Au-delà de cette dernière, la rétention des ions monovalents se stabilise aux différents pH étudiés puis diminue. À faible concentration (10‑3 M) la rétention limite des solutés étudiés est plus élevée qu’à plus forte concentration (10‑2 M). Il a été démontré que les ions fluorures peuvent être retenus sélectivement d’une eau naturelle saumâtre hyperfluorée à pH naturel à plus de 82 % en présence d'autres ions.Many people are exposed to excessive fluoride in their drinking water. This is the case of the population living in southern Algeria. Excess fluoride causes disabling conditions: dental and skeletal fluorosis. The main objective of this work is to study the effect of pressure and solute concentration of salts on their retention by nanofiltration. In a first step, we determined flow and retention performance parameters for the ionic solutes NaF, NaBr, NaCl and NaI using the nanofiltration membrane NF 270. Secondly, defluorination of natural brackish waters from southern Algeria was carried out. The nanofiltration tests show that the retention of anions following the order: F‑ > Cl‑ > Br‑ > I‑. The NF 270 membrane retains the ions better at a pressure of 10 bar. Beyond this value, the retention of ions leveled off at the different studied pH values and then decreased. At low concentrations (10‑3 M), the retention limit of the solutes studied was greater than that at a higher concentration (10‑2 M). It was finally shown that fluoride ions can be selectively retained from hyper-fluorinated natural brackish water (at a rate over 82%) in the presence of other ions